專(zhuān)利名稱(chēng)：智能化車(chē)載移動(dòng)式相變蓄熱供熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種可利用工業(yè)余熱及廢熱為特殊熱能用戶(hù)提供熱水供應(yīng)和供暖服務(wù)且便于運(yùn)行管理的車(chē)載移動(dòng)式相變蓄熱供熱系統(tǒng)，屬于移動(dòng)供熱技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
能源是人類(lèi)社會(huì)賴(lài)以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。我國(guó)是當(dāng)今世界上最大的發(fā)展中國(guó)家，也是目前世界上第二位能源生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)以煤為主的能源結(jié)構(gòu)和粗放型的能源生產(chǎn)和消費(fèi)方式使能源發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間的矛盾日益尖銳。改革能源消費(fèi)方式，節(jié)約能源和減少污染物排放，已關(guān)系到我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。供熱行業(yè)作為對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著全局性、先導(dǎo)性影響的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，與人們的生活息息相關(guān)。為節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境，集中供熱已逐漸成為我國(guó)城鎮(zhèn)的主要供熱方式。但現(xiàn)有的熱電聯(lián)產(chǎn)和區(qū)域鍋爐房供熱等大集中供熱模式，也帶來(lái)了建設(shè)投資巨大、節(jié)能減排水平不高、管網(wǎng)過(guò)長(zhǎng)損耗嚴(yán)重、供熱調(diào)節(jié)不靈活、供熱成本較高和收繳費(fèi)用困難等諸多弊端； 同時(shí)，也無(wú)法滿(mǎn)足非采暖地區(qū)、非采暖期以及集中供熱管網(wǎng)未覆蓋地區(qū)諸多新建小區(qū)、企事業(yè)單位、體育場(chǎng)館、賓館、健身娛樂(lè)場(chǎng)所等特殊熱能用戶(hù)的供暖及供熱水需求。目前我國(guó)城市中鋼鐵、電力、化工等高耗能工業(yè)行業(yè)有大量工業(yè)余熱、廢熱以蒸汽和高溫?zé)煔獾刃问奖慌欧哦装桌速M(fèi)，而上述熱能用戶(hù)依靠自備燃油、燃?xì)忮仩t來(lái)產(chǎn)生熱能，造成熱量浪費(fèi)和優(yōu)質(zhì)能源消耗雙重能耗損失，這種熱能供給與需求失配矛盾已成為我國(guó)供熱行業(yè)發(fā)展所面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題。蓄熱儲(chǔ)能技術(shù)可用于解決熱能供給與需求失配的矛盾，是提高能源利用效率和保護(hù)環(huán)境的重要技術(shù)。目前主要的蓄熱方法有顯熱蓄熱、潛熱蓄熱和化學(xué)反應(yīng)蓄熱。顯熱蓄熱主要是利用蓄熱材料的熱容量，通過(guò)溫度的升高或降低進(jìn)行能量的蓄存和釋放。化學(xué)反應(yīng)蓄熱是利用可逆化學(xué)反應(yīng)的結(jié)合熱儲(chǔ)存熱能。用于潛熱蓄熱的相變蓄熱材料(Phase Change Materials，簡(jiǎn)稱(chēng)PCM)是利用相變物質(zhì)在凝固一熔化、凝結(jié)一氣化、凝結(jié)一升華以及其他形式的相變過(guò)程中，都會(huì)吸收或放出相變潛熱的原理進(jìn)行能量的蓄存和釋放。相變蓄熱技術(shù)因其儲(chǔ)能密度大，蓄熱和發(fā)熱過(guò)程近似等溫過(guò)程，易于運(yùn)行控制而得以廣泛應(yīng)用。無(wú)機(jī)相變蓄熱材料一結(jié)晶水合鹽作為中、低溫固一液相變蓄能材料，在受熱達(dá)到熔點(diǎn)時(shí)，其所含結(jié)晶水脫出，脫出的結(jié)晶鹽溶解而吸熱；降溫時(shí)發(fā)生逆過(guò)程，吸收結(jié)晶水而放熱；具有價(jià)格便宜，體積蓄熱密度大，熔解熱大，熔點(diǎn)固定，熱導(dǎo)率比有機(jī)相變材料大，一般呈中性等優(yōu)點(diǎn)。相變溫度在45 95°C范圍內(nèi)的結(jié)晶水合鹽蓄熱材料被廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能儲(chǔ)存、工業(yè)廢熱回收以及供暖和空調(diào)系統(tǒng)等領(lǐng)域。利用相變蓄熱設(shè)備可將熱電廠、鋼鐵廠等高能耗單位的余熱、廢熱回收儲(chǔ)存起來(lái)， 通過(guò)牽引車(chē)的運(yùn)輸為非采暖地區(qū)、非采暖期以及集中供熱管網(wǎng)未覆蓋地區(qū)熱能用戶(hù)提供供暖和熱水供應(yīng)服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)熱量排放單位和熱量使用單位的熱量循環(huán)利用，同時(shí)達(dá)到一次節(jié)能、兩次減排的目的；這對(duì)于解決我國(guó)供熱行業(yè)所面臨的熱能供給與需求失配的矛盾具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。[0007]目前已出現(xiàn)一些利用蓄熱儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)行移動(dòng)供熱的設(shè)備和裝置，如中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn) CN 201621764 U公開(kāi)的《工業(yè)余廢熱移動(dòng)供熱裝置》、CN 201476261 U公開(kāi)的《智能移動(dòng)供熱設(shè)備》、CN 101963469 A公開(kāi)的《相變材料蓄熱供熱裝置》、CN 2755550 Y公開(kāi)的《可移動(dòng)式高密度相變蓄熱裝置》、CN 101968240 A公開(kāi)的《一種利用相變蓄熱球的移動(dòng)供熱裝置與方法》等。但現(xiàn)有的這些設(shè)備或裝置存在一些明顯的不足和缺陷，具體包括(1)利用工業(yè)余廢熱制取熱水用于供熱，僅憑借顯熱蓄熱，設(shè)備或裝置的蓄熱密度明顯偏小；(2)在相變蓄熱材料中設(shè)置換熱管，通過(guò)換熱管中冷熱水的流動(dòng)來(lái)完成充熱、放熱以及換熱過(guò)程，會(huì)帶來(lái)結(jié)晶水合鹽蓄熱材料長(zhǎng)期使用的穩(wěn)定性不強(qiáng)、移動(dòng)使用過(guò)程易導(dǎo)致?lián)Q熱管損壞卻難以發(fā)現(xiàn)以及設(shè)備維護(hù)困難等問(wèn)題；(3)設(shè)備或裝置內(nèi)部相變蓄熱材料的封裝結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜， 設(shè)備或裝置制作成本較高；設(shè)備或裝置內(nèi)部?jī)?nèi)封裝的相變蓄熱材料體積比有限，設(shè)備或裝置的蓄熱密度難以明顯提高；(4)設(shè)備或裝置出水溫度的自動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)不完善，由于相變蓄熱材料放熱比較集中，難以實(shí)現(xiàn)供熱過(guò)程熱水供應(yīng)溫度的連續(xù)穩(wěn)定；(5)沒(méi)有設(shè)置相應(yīng)的管理監(jiān)控系統(tǒng)，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)移動(dòng)供熱設(shè)備或裝置運(yùn)行過(guò)程中的采熱、供熱、節(jié)能減排以及車(chē)輛信息等相關(guān)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和存儲(chǔ)，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)在熱能用戶(hù)、運(yùn)營(yíng)企業(yè)及政府主管部門(mén)間的自動(dòng)傳輸與查詢(xún)，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)根據(jù)這些數(shù)據(jù)對(duì)移動(dòng)供熱設(shè)備或裝置進(jìn)行調(diào)度管理和遠(yuǎn)程控制。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)以上現(xiàn)有蓄熱儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)行移動(dòng)供熱的設(shè)備或裝置存在的缺陷與不足，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、維護(hù)方便、蓄熱密度大、供熱穩(wěn)定的智能化車(chē)載移動(dòng)式相變蓄熱供熱系統(tǒng)。該系統(tǒng)可利用工業(yè)余熱及廢熱為特殊熱能用戶(hù)提供熱水供應(yīng)和供暖服務(wù)且便于運(yùn)行管理。本實(shí)用新型的智能化車(chē)載移動(dòng)式相變蓄熱供熱系統(tǒng)通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)該智能化車(chē)載移動(dòng)式相變蓄熱供熱系統(tǒng)，包括牽引車(chē)和相變蓄熱換熱裝置，相變蓄熱換熱裝置固定安裝在牽引車(chē)上；相變蓄熱換熱裝置包括箱體，在箱體的內(nèi)部自下至上依次設(shè)置有加熱管組、冷水進(jìn)水管、相變蓄熱組件和熱水出水管，加熱管組由蒸汽入口管、 蒸汽連通管、U形換熱管、凝結(jié)水收集管以及凝結(jié)水排出管組成，蒸汽入口管與蒸汽連通管連接，凝結(jié)水排出管與凝結(jié)水收集管連接，蒸汽連通管與凝結(jié)水收集管之間至少連接有一套U形換熱管，相變蓄熱組件由在管板上水平排列的相變蓄熱管構(gòu)成，相變蓄熱管內(nèi)封裝有相變蓄熱材料，封裝的全部相變蓄熱材料體積占相變蓄熱組件所占空間的45%-50% ；箱體的底部設(shè)有底部出水口，該底部出水口與箱體內(nèi)上部的熱水出水管均通過(guò)管路連接到同一個(gè)供水總管，在各自與供水總管的連接管路上均安裝有電動(dòng)閥，供水總管中設(shè)置有溫度傳感器，電動(dòng)閥和溫度傳感器均與一個(gè)比例積分溫度控制器連接；相變蓄熱換熱裝置上還設(shè)有車(chē)載監(jiān)控單元。所述箱體的側(cè)壁底部設(shè)有檢查孔。所述相鄰相變蓄熱管的間隙為10mm-15mm。所述在蒸汽入口管中設(shè)置有流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器，在蒸汽入口管處于箱體外部的部分上設(shè)置有蒸汽閥門(mén)。所述U形換熱管由內(nèi)U形換熱管和外U形換熱管組成，內(nèi)U形換熱管處于外U形換熱管的里側(cè)，內(nèi)U形換熱管的兩端分別與蒸汽連通管和凝結(jié)水收集管連通，外U形換熱管的兩端也分別與蒸汽連通管和凝結(jié)水收集管連通。所述冷水進(jìn)水管和熱水出水管的結(jié)構(gòu)一樣，一端伸入箱體內(nèi)，另一端在箱體外部， 伸入箱體內(nèi)部分的管壁上設(shè)有配水孔。所述供水總管中還設(shè)置有流量傳感器和壓力傳感器。所述車(chē)載監(jiān)控單元包括單片機(jī)、車(chē)輛GPS衛(wèi)星定位模塊、GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊和車(chē)輛安全與調(diào)度模塊；所述蒸汽入口管中的流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器以及所述供水總管中的流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器均與單片機(jī)連接；車(chē)輛GPS衛(wèi)星定位模塊與GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊均與單片機(jī)連接；車(chē)輛GPS衛(wèi)星定位模塊包括GPS接收機(jī)和GPS 天線，GPS接收機(jī)與GPS天線連接；GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊包括GPRS芯片和GPRS接收裝置， GPRS接收裝置與GPRS芯片連接；車(chē)輛安全與調(diào)度模塊由安裝在箱體側(cè)壁上的用于測(cè)量箱體溫度及壓力的溫度傳感器和壓力傳感器以及車(chē)輛防盜報(bào)警裝置組成。上述整個(gè)系統(tǒng)到熱源處采熱時(shí)，通過(guò)冷水進(jìn)水管向箱體內(nèi)灌注冷水，箱體的內(nèi)部充滿(mǎn)冷水，箱體內(nèi)的各部件浸沒(méi)于冷水中。蒸汽進(jìn)入加熱管組進(jìn)行換熱，使箱體內(nèi)冷水的溫度升高。在水溫不斷升高的過(guò)程中，熱量使相變蓄熱管內(nèi)的相變蓄熱材料發(fā)生相變，由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，蓄熱材料存儲(chǔ)潛熱。隨后，通過(guò)牽引車(chē)將相變蓄熱換熱裝置運(yùn)輸?shù)接脩?hù)處，為遠(yuǎn)程熱能用戶(hù)提供熱水供應(yīng)及供暖服務(wù)。運(yùn)輸?shù)接脩?hù)處后，進(jìn)行放熱和供熱。冷水由相變蓄熱換熱裝置下部的冷水進(jìn)水管進(jìn)入箱體內(nèi)，水流自下而上流過(guò)相變蓄熱組件區(qū)域。當(dāng)相變蓄熱材料達(dá)到相變溫度時(shí)，相變蓄熱材料由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，將熱量釋放出來(lái)，在此過(guò)程中， 將進(jìn)入箱體內(nèi)的冷水加熱變?yōu)闊崴?，熱水由熱水出水管和出水口排出，?jīng)供水總管匯合后， 進(jìn)入熱能用戶(hù)熱水供應(yīng)或供暖系統(tǒng)。本實(shí)用新型利用熱電廠、鋼鐵廠等高能耗單位以蒸汽形式排放的余熱或廢熱，為熱能用戶(hù)提供熱水供應(yīng)和供暖服務(wù)；具有整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，空間利用率高，儲(chǔ)能密度高， 換熱效率高，智能化控制，運(yùn)行穩(wěn)定安全可靠，便于維護(hù)及運(yùn)行管理方便等特點(diǎn)；在我國(guó)大力實(shí)施節(jié)能減排發(fā)展戰(zhàn)略之際，本實(shí)用新型的推廣應(yīng)用具有廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)和良好的發(fā)展前景。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的左視圖。圖3是本實(shí)用新型中加熱管組的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型中冷水進(jìn)水管和熱水出水管的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、加熱管組，2、冷水進(jìn)水管，3、箱體，4、箱體水溫表，5、熱水出口，6、熱水出水管，7、蒸汽進(jìn)口，8、相變蓄熱管，9、固定支架，10、壓力表，11、冷凝水出口，12、管板，13、底部出水口，14、檢查孔，15、冷水進(jìn)口，16、蒸汽連通管，17、外U形換熱管，18、凝結(jié)水收集管， 19、凝結(jié)水排出管，20、蒸汽入口管，21、配水孔，22、相變蓄熱材料溫度表，23、蒸汽閥門(mén)，24、 內(nèi)U形換熱管。
具體實(shí)施方式
[0025]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)造特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步闡述。本實(shí)用新型的智能化車(chē)載移動(dòng)式相變蓄熱供熱系統(tǒng)，包括牽引車(chē)和相變蓄熱換熱裝置，相變蓄熱換熱裝置固定安裝在牽引車(chē)上，相變蓄熱換熱裝置上還設(shè)有車(chē)載監(jiān)控單元。相變蓄熱換熱裝置的結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，整體為長(zhǎng)方形箱式結(jié)構(gòu)，包括箱體3， 在箱體3的外側(cè)設(shè)置保溫層(圖中未畫(huà)出)。在箱體3的內(nèi)部自下至上依次設(shè)置有加熱管組
I、冷水進(jìn)水管2、相變蓄熱組件和熱水出水管6，加熱管組1上的蒸汽進(jìn)口7和冷凝水出口
II、冷水進(jìn)水管2上的冷水進(jìn)口15以及熱水出水管6上的熱水出口 5均伸出箱體3，處于箱體3外側(cè)。箱體3底部的側(cè)壁上還設(shè)有兩個(gè)檢查孔14和底部出水口 13 (參見(jiàn)圖2)。底部出水口 13與熱水出口 5均通過(guò)管路連接到同一個(gè)供水總管(圖中未畫(huà)出)，在各自與供水總管的連接管路上均安裝有電動(dòng)閥，以控制熱水出口 5和底部出水口 13的出水量。相變蓄熱組件通過(guò)箱體3內(nèi)側(cè)壁上的固定支架9支撐固定。箱體3的后壁上安裝有用于檢測(cè)箱體內(nèi)水溫的箱體水溫表4和用于檢測(cè)相變蓄熱材料溫度的相變蓄熱材料溫度表22，相變蓄熱材料溫度表22安裝在箱體3后壁上并連接到相變蓄熱管8內(nèi)部。在箱體3側(cè)壁上還設(shè)有液位計(jì)(圖中未畫(huà)出)。加熱管組1的結(jié)構(gòu)如圖3所示，由蒸汽入口管20、蒸汽連通管16、U形換熱管、凝結(jié)水收集管18以及凝結(jié)水排出管19組成。蒸汽入口管20的一端為蒸汽進(jìn)口 7，另一端與蒸汽連通管16連接，蒸汽入口管20上安裝有壓力表10。凝結(jié)水排出管19的一端與凝結(jié)水收集管18連接，凝結(jié)水排出管19的另一端為冷凝水出口 11。蒸汽連通管16與凝結(jié)水收集管18之間連接有平行排列的多套U形換熱管，每套U形換熱管由內(nèi)U形換熱管M和外U 形換熱管17組成，內(nèi)U形換熱管M的尺寸和規(guī)格小于外U形換熱管17，內(nèi)U形換熱管M 處于外U形換熱管17的里側(cè)，內(nèi)U形換熱管M的兩端分別與蒸汽連通管16和凝結(jié)水收集管18連通，外U形換熱管17的兩端也分別與蒸汽連通管16和凝結(jié)水收集管18連通。這樣的結(jié)合方式可以在一定的空間內(nèi)增加換熱面積。U形換熱管的套數(shù)可根據(jù)箱體3的大小和具體情況確定。在蒸汽入口管20中設(shè)置流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器，在蒸汽入口管20處于箱體3外部的部分上設(shè)置有蒸汽閥門(mén)23，流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器對(duì)采熱的流體流量、溫度和壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)。相變蓄熱組件由在管板12上水平排列的相變蓄熱管8構(gòu)成，相鄰相變蓄熱管的間隙為10mm-15mm。相變蓄熱管8規(guī)格為DN50，材質(zhì)為廣泛應(yīng)用于食品用設(shè)備的奧氏體不銹耐熱鋼0Crl8M9。相變蓄熱管8內(nèi)封裝有相變蓄熱材料，可根據(jù)用戶(hù)對(duì)供熱溫度的要求，封裝45 95°C范圍內(nèi)的結(jié)晶水合鹽蓄熱材料，封裝的相變蓄熱材料體積可占相變蓄熱組件所占空間的45%-50%。相變蓄熱組件整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，空間利用率高。冷水進(jìn)水管2和熱水出水管6的結(jié)構(gòu)一樣，如圖4所示，一端伸入箱體3內(nèi)，另一端為冷水進(jìn)口 15或熱水出口 5，伸入箱體3內(nèi)部分的管壁上設(shè)有配水孔21。相變蓄熱換熱裝置運(yùn)行時(shí)，通過(guò)冷水進(jìn)水管2向箱體3內(nèi)灌注冷水，箱體3的內(nèi)部充滿(mǎn)冷水，箱體3內(nèi)的加熱管組1及相變蓄熱組件等各部件浸沒(méi)于冷水中。采熱熱源為熱電廠、鋼鐵廠等高能耗單位以蒸汽形式排放的余熱或廢熱。100-130°C蒸汽由加熱管組1的蒸汽進(jìn)口 7進(jìn)入加熱管組1，經(jīng)蒸汽連通管16分配進(jìn)入U(xiǎn)形換熱管17。由于U形換熱管17 外的冷水的溫度較低，蒸汽在U形換熱管17中發(fā)生相變凝結(jié)為水，同時(shí)將熱量傳遞給箱體3內(nèi)的冷水，使冷水的溫度升高。U形換熱管17中的凝結(jié)水由凝結(jié)水收集管18匯集并通過(guò)凝結(jié)水排出管19排出。加熱后的導(dǎo)熱介質(zhì)水的溫度最高可達(dá)95°C左右。在水溫不斷升高的過(guò)程中，熱量經(jīng)各根相變蓄熱管8的管壁擴(kuò)散傳遞到相變蓄熱管8內(nèi)的相變蓄熱材料中，相變蓄熱材料的溫度逐漸升高。在未達(dá)到相變溫度之前，蓄熱材料存儲(chǔ)顯熱；當(dāng)達(dá)到相變溫度時(shí)，蓄熱材料開(kāi)始發(fā)生相變，由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，同時(shí)吸熱，蓄熱材料存儲(chǔ)潛熱；溫度超過(guò)相變溫度后，蓄熱材料繼續(xù)存儲(chǔ)顯熱；當(dāng)全部蓄熱材料完成相變后，蓄熱過(guò)程即可結(jié)束。隨后，通過(guò)牽引車(chē)將相變蓄熱換熱裝置運(yùn)輸?shù)接脩?hù)處，為遠(yuǎn)程熱能用戶(hù)提供熱水供應(yīng)及供暖服務(wù)。為保證用戶(hù)熱水供應(yīng)溫度為35°C -80°C的一般要求，相變蓄熱換熱設(shè)備裝配了由溫度傳感器、比例積分溫度控制器和電動(dòng)閥組成的供熱溫度調(diào)制系統(tǒng)，溫度傳感器安裝在供水總管中，用于檢測(cè)最終出水溫度，底部出水口 13和熱水出口 5與供水總管的連接管路上均設(shè)有電動(dòng)閥。溫度傳感器把檢測(cè)到的最終出水溫度信號(hào)傳送至比例積分溫度控制器， 由比例積分溫度控制器將供水總管溫度傳感器的檢測(cè)值與設(shè)定值不斷比較，同時(shí)不斷地輸出信號(hào)，控制底部出水口 13和熱水出口 5與供水總管的連接管路上的電動(dòng)閥的開(kāi)度，不斷調(diào)節(jié)底部出水口 13和熱水出口 5的出水量，最終使供水總管上的溫度傳感器測(cè)量的供水溫度保持在設(shè)定的范圍內(nèi)。除了溫度傳感器外，在供水總管上還設(shè)置有流量傳感器、壓力傳感器和管道泵，流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器對(duì)供熱的流體流量、溫度和壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，熱水經(jīng)管道泵輸送進(jìn)入用戶(hù)的熱水供應(yīng)或供暖系統(tǒng)。車(chē)載監(jiān)控單元，具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和移動(dòng)通信等功能，對(duì)相變蓄熱換熱裝置的采熱、供熱和配送過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，以實(shí)現(xiàn)采熱、供熱以及節(jié)能減排等相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的在線管理監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集及記錄存檔、數(shù)據(jù)查詢(xún)等功能。車(chē)載監(jiān)控單元包括單片機(jī)、車(chē)輛GPS (Global Positioning System，全球定位系統(tǒng))衛(wèi)星定位模塊、GPRS(General Packet Radio krvice，通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù))數(shù)據(jù)傳輸模塊和車(chē)輛安全與調(diào)度模塊。蒸汽入口管20中的流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器以及供水總管中的流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器均與單片機(jī)電連接，流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器將所采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)，完成在線流體流量、溫度和壓力的監(jiān)測(cè)，通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)顯示，單片機(jī)在對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理的基礎(chǔ)上，計(jì)算出采熱量、供熱量和節(jié)能減排量數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)，這些數(shù)據(jù)通過(guò)單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)顯示。單片機(jī)與 GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊連接，在協(xié)議封裝后通過(guò)移動(dòng)無(wú)線通信方式上傳到管理系統(tǒng)。車(chē)輛GPS衛(wèi)星定位模塊與單片機(jī)連接，包括GPS接收機(jī)和GPS天線，GPS接收機(jī)與 GPS天線連接，GPS接收機(jī)通過(guò)GPS天線接收衛(wèi)星定位信號(hào)，確定整個(gè)蓄熱供熱系統(tǒng)的位置 (經(jīng)度、緯度、高度)、運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(速度、航向)，將接收到的上述信息傳送到單片機(jī)， 經(jīng)過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)化后通過(guò)單片機(jī)顯示部分顯示車(chē)輛信息(位置與速度等)，并存儲(chǔ)，同時(shí)將數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊協(xié)議封裝后上傳到管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程觀察車(chē)輛運(yùn)行軌跡功能。GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊是車(chē)載監(jiān)控單元的網(wǎng)絡(luò)通信部分，該模塊與單片機(jī)連接，包括 GPRS芯片和GPRS接收裝置，GPRS接收裝置與GPRS芯片連接，通過(guò)AT指令與車(chē)載數(shù)據(jù)采集與處理模塊實(shí)現(xiàn)信息交換，同時(shí)，發(fā)送現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)到管理系統(tǒng)并接收管理系統(tǒng)發(fā)送的命令，實(shí)現(xiàn)采熱、供熱和配送過(guò)程的動(dòng)態(tài)管理監(jiān)控，以及相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(采熱、供熱以及節(jié)能減排等) 的在線管理監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集及記錄存檔和數(shù)據(jù)查詢(xún)功能。車(chē)輛安全與調(diào)度模塊由安裝在箱體3側(cè)壁上的用于測(cè)量箱體3內(nèi)水溫及壓力的溫度傳感器和壓力傳感器以及車(chē)輛防盜報(bào)警裝置組成，完成對(duì)車(chē)輛安全狀況的監(jiān)測(cè)、報(bào)警、運(yùn)行控制和車(chē)輛調(diào)度管理功能，溫度傳感器和壓力傳感器檢測(cè)的箱體3溫度及壓力數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)進(jìn)行分析處理并存儲(chǔ)，同時(shí)通過(guò)單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)顯示，單片機(jī)連接到GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊，在協(xié)議封裝后由GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊通過(guò)移動(dòng)通信方式上傳到管理系統(tǒng)，并接收管理系統(tǒng)發(fā)送來(lái)的車(chē)輛調(diào)度管理命令。整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)輸?shù)接脩?hù)處后，進(jìn)行放熱和供熱。相變蓄熱換熱裝置下部的冷水進(jìn)水管2接用戶(hù)處的供水水源；在供水水源壓力作用下，冷水進(jìn)入箱體3內(nèi)，經(jīng)冷水進(jìn)水管2上的配水孔21均勻配水，水流自下而上流過(guò)相變蓄熱組件區(qū)域。在進(jìn)水初期，所進(jìn)冷水與箱體3內(nèi)原有的熱水混合使水溫降低，當(dāng)相變蓄熱材料達(dá)到相變溫度時(shí)，相變蓄熱材料開(kāi)始發(fā)生相變，由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，同時(shí)將熱量釋放出來(lái)，在此過(guò)程中，將進(jìn)入箱體3內(nèi)的冷水進(jìn)行加熱變?yōu)闊崴瑹崴蔁崴鏊?上的熱水出口 5排出。熱水出口 5排出熱水的同時(shí)， 箱體3上的底部出水口 13也出水，在放熱過(guò)程中，熱水出口 5出水水溫逐漸降低，而底部出水口 13的出水水溫逐漸升高。熱水出口 5的出水和底部出水口 13的出水經(jīng)供水總管(圖中未畫(huà)出)匯合后，經(jīng)管道泵輸送進(jìn)入熱能用戶(hù)熱水供應(yīng)或供暖系統(tǒng)。當(dāng)供水總管的出水溫度低于熱能用戶(hù)溫度需求時(shí)，結(jié)束放熱和供熱過(guò)程。本實(shí)用新型的工作過(guò)程包括采熱與蓄熱過(guò)程以及放熱與供熱過(guò)程，具體按以下所述操作一.采熱與蓄熱過(guò)程1.將整個(gè)系統(tǒng)停放于熱源處，將熱源蒸汽管道與蒸汽入口管2連接；2.開(kāi)啟熱源蒸汽閥門(mén)23預(yù)熱5-10分鐘后，完全開(kāi)啟熱源蒸汽閥門(mén)23，觀察熱源蒸汽管道上的壓力表至所需壓力，開(kāi)始采熱與蓄熱過(guò)程；3. 100-130°C蒸汽進(jìn)入加熱管組1的U形換熱管17，將箱體3內(nèi)的冷水加熱；4.在采熱與蓄熱過(guò)程中，觀察箱體3上的箱體水溫表4和相變蓄熱材料溫度表 22，待相變蓄熱材料溫度表22顯示溫度至相變溫度后，關(guān)閉充熱熱源蒸汽閥門(mén)23，結(jié)束采熱與蓄熱過(guò)程；6.關(guān)閉充熱熱源蒸汽閥門(mén)23，拆卸熱源蒸汽連接管道。二.放熱與供熱過(guò)程1.將整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)輸?shù)接脩?hù)處，將供水總管與用戶(hù)熱水系統(tǒng)或供暖系統(tǒng)入口連接， 將用戶(hù)供水水源管道與冷水進(jìn)水管2連接；2.設(shè)定用戶(hù)供水水溫和流量，打開(kāi)供水水源閥門(mén)，啟動(dòng)供水管道泵，開(kāi)始放熱和供熱過(guò)程；3.在供水水源壓力作用下，冷水經(jīng)冷水進(jìn)水管2進(jìn)入箱體3內(nèi)，水流自下而上流過(guò)相變蓄熱組件區(qū)域，加熱后經(jīng)熱水出口 5排出，其余水流經(jīng)底部出水口 13排出，兩部分水流經(jīng)供水總管匯合后，經(jīng)管道泵輸送進(jìn)入熱能用戶(hù)熱水供應(yīng)或供暖系統(tǒng)；4.在放熱過(guò)程中，上部熱水出口 5出水和底部出水口 13出水由供熱水溫調(diào)控系統(tǒng)調(diào)控各自流量，使最終出水管水溫保持在設(shè)定的溫控范圍內(nèi)，滿(mǎn)足熱能用戶(hù)熱水供應(yīng)溫度 350C _80°C的一般要求。5.當(dāng)供水總管出水溫度低于用戶(hù)溫度需求時(shí)，關(guān)閉供水管道泵及供水水源閥門(mén)， 結(jié)束采熱和蓄熱過(guò)程。[0052]6.結(jié)束采熱和蓄熱過(guò)程后，斷開(kāi)電源，拆卸連接管道；7.現(xiàn)場(chǎng)采熱和供熱過(guò)程中的相關(guān)數(shù)據(jù)以無(wú)線方式上傳區(qū)域和總部管理系統(tǒng)。
權(quán)利要求1.一種智能化車(chē)載移動(dòng)式相變蓄熱供熱系統(tǒng)，包括牽引車(chē)和相變蓄熱換熱裝置，相變蓄熱換熱裝置固定安裝在牽引車(chē)上；其特征是相變蓄熱換熱裝置包括箱體，在箱體的內(nèi)部自下至上依次設(shè)置有加熱管組、冷水進(jìn)水管、相變蓄熱組件和熱水出水管，加熱管組由蒸汽入口管、蒸汽連通管、U形換熱管、凝結(jié)水收集管以及凝結(jié)水排出管組成，蒸汽入口管與蒸汽連通管連接，凝結(jié)水排出管與凝結(jié)水收集管連接，蒸汽連通管與凝結(jié)水收集管之間至少連接有一套U形換熱管，相變蓄熱組件由在管板上水平排列的相變蓄熱管構(gòu)成，相變蓄熱管內(nèi)封裝有相變蓄熱材料，封裝的全部相變蓄熱材料體積占相變蓄熱組件所占空間的 45%-50%;箱體的底部設(shè)有底部出水口，該底部出水口與箱體內(nèi)上部的熱水出水管均通過(guò)管路連接到同一個(gè)供水總管，在各自與供水總管的連接管路上均安裝有電動(dòng)閥，供水總管中設(shè)置有溫度傳感器，電動(dòng)閥和溫度傳感器均與一個(gè)比例積分溫度控制器連接；相變蓄熱換熱裝置上還設(shè)有車(chē)載監(jiān)控單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化車(chē)載移動(dòng)式相變蓄熱供熱系統(tǒng)，其特征是所述相鄰相變蓄熱管的間隙為10mm-15mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化車(chē)載移動(dòng)式相變蓄熱供熱系統(tǒng)，其特征是所述在蒸汽入口管中設(shè)置有流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器，在蒸汽入口管處于箱體外部的部分上設(shè)置有蒸汽閥門(mén)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化車(chē)載移動(dòng)式相變蓄熱供熱系統(tǒng)，其特征是所述U形換熱管由內(nèi)U形換熱管和外U形換熱管組成，內(nèi)U形換熱管處于外U形換熱管的里側(cè)，內(nèi)U 形換熱管的兩端分別與蒸汽連通管和凝結(jié)水收集管連通，外U形換熱管的兩端也分別與蒸汽連通管和凝結(jié)水收集管連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化車(chē)載移動(dòng)式相變蓄熱供熱系統(tǒng)，其特征是所述冷水進(jìn)水管和熱水出水管的結(jié)構(gòu)一樣，一端伸入箱體內(nèi)，另一端在箱體外部，伸入箱體內(nèi)部分的管壁上設(shè)有配水孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化車(chē)載移動(dòng)式相變蓄熱供熱系統(tǒng)，其特征是所述供水總管中還設(shè)置有流量傳感器和壓力傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化車(chē)載移動(dòng)式相變蓄熱供熱系統(tǒng)，其特征是所述車(chē)載監(jiān)控單元包括單片機(jī)、車(chē)輛GPS衛(wèi)星定位模塊、GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊和車(chē)輛安全與調(diào)度模塊； 所述蒸汽入口管中的流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器以及所述供水總管中的流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器均與單片機(jī)電連接；車(chē)輛GPS衛(wèi)星定位模塊與GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊均與單片機(jī)連接；車(chē)輛GPS衛(wèi)星定位模塊包括GPS接收機(jī)和GPS天線，GPS接收機(jī)與 GPS天線連接；GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊包括GPRS芯片和GPRS接收裝置，GPRS接收裝置與GPRS 芯片連接；車(chē)輛安全與調(diào)度模塊由安裝在箱體側(cè)壁上的用于測(cè)量箱體內(nèi)水溫及壓力的溫度傳感器和壓力傳感器以及車(chē)輛防盜報(bào)警裝置組成。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種智能化車(chē)載移動(dòng)式相變蓄熱供熱系統(tǒng)，包括牽引車(chē)和相變蓄熱換熱裝置，相變蓄熱換熱裝置固定安裝在牽引車(chē)上；相變蓄熱換熱裝置包括箱體，箱體的后壁上安裝有箱體水溫表和相變蓄熱材料溫度表；在箱體的內(nèi)部自下至上依次設(shè)置有加熱管組、冷水進(jìn)水管、相變蓄熱組件和熱水出水管，箱體的底部出水口與箱體上部的熱水出水管均通過(guò)管路連接到同一個(gè)供水總管。本實(shí)用新型利用熱電廠、鋼鐵廠等高能耗單位以蒸汽形式排放的余熱或廢熱，為熱能用戶(hù)提供熱水供應(yīng)和供暖服務(wù)；具有整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，空間利用率高，儲(chǔ)能密度高，換熱效率高，智能化控制，運(yùn)行穩(wěn)定安全可靠，便于維護(hù)及運(yùn)行管理方便等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B60R16/02GK202255009SQ20112039791
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者孟兆杰, 張兆海, 李貴波, 薛明, 路生吉, 陳文兵 申請(qǐng)人:路生吉